空间非均匀场下分子电离解离的动力学行为研究

The investigations of the electron motion in atoms and molecules have an important signification for understanding the chemical reaction, the ultrafast dynamics and the quantum control. In the last two decades, the investigations on the atomic and molecular dynamics are focus on the spatially homogeneous laser fields,i.e. the high-order harmonic generation, the above-threshold ionization, the molecular ionization and dissociation etc. However, recent investigations show that the spatially inhomogeneous laser fields do have some effects on the above atomic and molecular dynamics. Thus, this project will be focued on the development of the related theory and the computational codes.By adopting the H2+, HeH2+, H2 and HeH+ as the examples, we can theoretical investigate the electron motion as well as the nuclear dynamics of the symmetric and the asymmetric molecules under the spatially inhomogeneous fields.Thereby, we can explain and discuss the related phenomena caused by the spatially inhomogeneous laser fields, such as the electron localization, high-order harmonic generation, the symmetric and the asymmetric molecular ionization and dissociation and the electron correlated effect on the multi-electron recollision etc.

研究原子及分子内电子的运动对于理解化学反应动力学尤其是超快动力学机理及其在量子层面上的选控有着至关重要的意义。过去20年中，人们对于原子分子动力学行为的研究，例如高次谐波，阈上电离，分子电离解离等的研究，主要集中在均匀激光下。近年来，有研究表明空间非均匀激光场对于原子分子的动力学行为有较大的影响。因此，本项目拟通过发展相关空间非均匀场下的计算程序。以H2+，HeH2+,H2以及HeH+为研究对象，从理论上研究对称以及不对称分子与空间非均匀场作用时，电子波包以及核的运动。从而理解和探讨由此而导致的种种现象，例如：电荷分布，高次谐波，对称/不对称分子电离，解离的机理，以及电子相关对于多电子回碰机制的影响等。

当激光场与原子、分子相互作用时会产生许多非线性光学现象。对这些现象实施量子调控是当前强场动力学领域的热点研究课题之一。本课题选取H2+，H2，HeH2+，HeH+为研究模型，通过研究其在非均匀激光场下辐射高次谐波的特点解释了双原子分子在空间非均匀场下电离解离的动力学行为。具体结果体现在：(1) H2+及其同位素在激光驱动下呈现谐波辐射的不规则频移；(2) H2+分子取向对谐波空间分布有明显影响；(3) 在金属纳米结构下，谐波辐射光谱与H2+空间位置有关；(4) 在金属纳米结构下，利用多周期极化门方案产生高强度阿秒脉冲；(5) 在空间非均匀场驱动下，H2+谐波辐射的空间分布与非均匀激光参数有关；(6) HeH2+谐波辐射呈现多通道结构；(7) H2+在非均匀抽运探测激光驱动下高次谐波辐射效率明显增强。.综上所述，项目资助发表SCI论文41篇。项目投入经费20万元，支出16.8154万，各项支出基本与预算相符。剩余经费计划用于本项目研究后续支出。